Java 快速排序算法无法正常工作答案

【问题标题】：Java Quicksort Algorithm doesnt work properlyJava 快速排序算法无法正常工作
【发布时间】：2013-06-11 04:24:06
【问题描述】：

我有两个 Arraylist，由于第二个 Arraylist 中的值（它是 double 类型），它们应该按降序排序。基本上不考虑第一个 Arraylist 的值，但第一个 Arraylist 中的元素映射到第二个中的元素，因此由于 Arraylist2 中的值，两个数组都应该得到排序。（我希望这或多或少清楚）

问题：

不知何故，当我在排序后打印出 Arraylist2 的值（带有双精度值）时，它们完全没有排序，但顺序与排序前不同。我还写了一些调试system.outs，显示算法正在运行，但我不知道为什么它不能正确排序，希望有人能看到问题所在。

代码：

调用+输出代码：

            String str = "";
        // DEBUG //
        for(int k = 0; k < test.size(); k++) {
            str += " " + test.get(k);   
        }
        System.out.println(str);
        System.out.println("------------------------------------------------------------------/r/n");
        sort(items, test, 0 ,(test.size() -1));
        String str2 = "";
        for(int k = 0; k < test.size(); k++) {
            str2 += " " + test.get(k);  
        }
        System.out.println(str2);
        // DEBUG //

快速排序算法：

public void sort(ArrayList<Item> items, ArrayList<Double> nutzen, int l, int r) {
        if(l < r) {
            double pivot = nutzen.get(r);
            int p = partition(items, nutzen, l, r, pivot);
            sort(items, nutzen, l, p-1);
            sort(items, nutzen, p+1, r);
        }
    }

    private int partition(ArrayList<Item> items, ArrayList<Double> nutzen, int l, int r, double pivot) {
        int i = l;
        int j = r-1;
        do {
            do {
                i = i + 1;
            } while(i < r && nutzen.get(i) > pivot);
            do {
                j = j - 1;
            } while(j > l && nutzen.get(i) < l);
            if(i < j) {
                // Tausche Daten
                double tmp  = nutzen.get(i);
                Item tmp2 = items.get(i);
                nutzen.set(i, nutzen.get(j));
                nutzen.set(j, tmp);
                items.set(i, items.get(j));
                items.set(j, tmp2);
            }
        } while(i < j); 
        if (nutzen.get(i) > pivot) {
            double tmp  = nutzen.get(i);
            Item tmp2 = items.get(i);
            nutzen.set(i, nutzen.get(r));
            nutzen.set(r, tmp);
            items.set(i, items.get(r));
            items.set(r, tmp2);
        }
        return i;       
    }

示例输出：（第一个是未排序的 Arraylist，第二个是已排序的）

 0.22540250447227192 0.5289855072463768 0.3245742092457421 0.35105028644175684 0.3773755656108597 0.2041172365666434 0.4091826437941473 0.33037437282902354 0.4383735705209657 0.28473648186173856 0.3422330097087379 0.25703446095478977 0.3373493975903614 0.2701873935264055 0.3221397891448653 0.34912891986062716 0.3018603018603019 0.31361550229474755 0.35785288270377735 0.27435456110154904 0.22781065088757396 0.27684563758389263 0.21881770349736923 0.4226451927769644 0.24628854206318995 0.3256219991270188 0.3844096293465801 0.3178254051228437 0.398093508851566 0.3544702638834187 0.20851528384279475 0.4041025641025641 0.21713772992373262 0.26014028667276606 0.3591307662981319 0.23153252480705622 0.27023319615912206 0.24333719582850522 0.29892573563755254 0.31568998109640833 0.27108784176847006 0.34125412541254124 0.279090113735783 0.3737704918032787 0.3326703132769766 0.22776967930029154 0.22143195827406353 0.27614293221229635 0.22866611433305717 0.533879374534624 0.28534031413612565 0.20782003213711836 0.21262837580829214 0.2137904468412943 0.2898398529797847 0.24622641509433962 0.3927108927108927 0.26053042121684866 0.3005334914048607 0.23183297180043383 0.24539571926331508 0.3479899497487437 0.4193054136874362 0.31155589123867067 0.31771595900439237 0.3897529734675206 0.3561643835616438 0.31221719457013575 0.477299880525687 0.2683881064162754 0.30484160191273163 0.20526154787396758 0.2362366474938373 0.3485633537447009 0.24390243902439024 0.2618308766485648 0.382782475019216 0.23864915572232645 0.466403162055336 0.31514030218933087 0.3074433656957929 0.3438485804416404 0.28774928774928776 0.29548816568047337 0.34277286135693213 0.5334967320261438 0.32756539235412474 0.2945334590009425 0.20973389355742297 0.25292242295430395 0.2336989640463132 0.328060522696011 0.4326647564469914 0.30530226274907124 0.3326499231163506 0.3077194219245682 0.2322235922729141 0.25569544364508395 0.3788049605411499 0.2476489028213166
------------------------------------------------------------------
 0.22540250447227192 0.5289855072463768 0.466403162055336 0.4383735705209657 0.3897529734675206 0.4193054136874362 0.4226451927769644 0.29548816568047337 0.3479899497487437 0.3438485804416404 0.477299880525687 0.3561643835616438 0.4041025641025641 0.3326703132769766 0.3844096293465801 0.4091826437941473 0.34277286135693213 0.398093508851566 0.3485633537447009 0.3927108927108927 0.4326647564469914 0.3005334914048607 0.28534031413612565 0.31155589123867067 0.31771595900439237 0.31221719457013575 0.30484160191273163 0.3074433656957929 0.31514030218933087 0.5334967320261438 0.32756539235412474 0.2898398529797847 0.25292242295430395 0.28774928774928776 0.533879374534624 0.2945334590009425 0.20973389355742297 0.27614293221229635 0.26053042121684866 0.2683881064162754 0.3737704918032787 0.279090113735783 0.34125412541254124 0.27108784176847006 0.31568998109640833 0.29892573563755254 0.2336989640463132 0.27023319615912206 0.328060522696011 0.3591307662981319 0.26014028667276606 0.30530226274907124 0.3544702638834187 0.3178254051228437 0.3256219991270188 0.3326499231163506 0.3077194219245682 0.27684563758389263 0.2322235922729141 0.27435456110154904 0.35785288270377735 0.31361550229474755 0.3018603018603019 0.34912891986062716 0.3221397891448653 0.2701873935264055 0.3373493975903614 0.25703446095478977 0.3422330097087379 0.28473648186173856 0.33037437282902354 0.25569544364508395 0.3773755656108597 0.35105028644175684 0.3245742092457421 0.2618308766485648 0.382782475019216 0.23864915572232645 0.24390243902439024 0.2362366474938373 0.20526154787396758 0.24539571926331508 0.23183297180043383 0.24622641509433962 0.2137904468412943 0.21262837580829214 0.20782003213711836 0.22866611433305717 0.22143195827406353 0.22776967930029154 0.24333719582850522 0.23153252480705622 0.21713772992373262 0.20851528384279475 0.24628854206318995 0.21881770349736923 0.22781065088757396 0.2041172365666434 0.3788049605411499 0.2476489028213166

【问题讨论】：

我想说处理这个问题的正确方法是创建一个其实例同时保存两个值的类，并使其以仅考虑第二个值的方式实现 Comparable 和 compareTo() .然后对该单个列表进行排序。
您能否提供一些示例输出来说明您的问题
我同意创建一个结合值的类的建议。如果第二个值顺序不是该类的自然顺序，请使用基于此排序的第二个值的 Comparator。
感谢您的建议。我不能这样做，因为这是大学作业，我们不允许创建新课程。但是我添加了示例输出和输出代码，希望现在有人能找到错误

标签： java algorithm quicksort

【解决方案1】：

我已经很久没有编写排序算法了（哦，完整 API 的乐趣），但这让我觉得很奇怪

       } while(j > l && nutzen.get(i) < l);

不是更好吗

       } while(j > l && nutzen.get(i) < pivot);

无论如何，一个建议。不要尝试对 10 个数字进行排序并仅报告退出，而是尝试使用 3 或 4 并更认真地调试代码的内部工作（在每一步，选择哪个枢轴，生成的子列表是什么等）。

【讨论】：

【解决方案2】：

我才刚刚开始，所以我以前没有真正看过快速排序，但我想我已经成功了。只需要调整我评论的 4 行。此外，我将 l 更改为 left，r 更改为 right，i 更改为 a，j 更改为 z，以便我更容易跟踪。正如我所说，在我作为计算机科学专业的第一年，我仍然是一个菜鸟，所以我无法评论实施的好坏。这对我来说似乎是一个很好的问题，可以努力学习一点。希望它对您有所帮助，而不会太“这就是答案”-ish。

变化：

将左侧和右侧计数器进一步“向外”偏移 1 到考虑到它们在比较。似乎没有按原样解析整个范围。可以将内部 do..while 循环更改为 while 循环以获得相同的效果。
将l 更改为pivot。您正在比较一个值和一个索引。 i 是正确的，所以我认为这只是一个糟糕的情况。
将if (nutzen.get(a) > pivot) 更改为if (nutzen.get(a) < pivot)。在这一点上，我需要花更多时间找出原因，而且我还有其他事情需要做。我所知道的是，它并没有以另一种方式工作，呵呵。

我并没有疯狂地测试它，但它似乎确实有效。我复制了大约 6 个您的示例值并进行了尝试，并且成功了。祝你好运！

private static int partition(ArrayList<Double> items, ArrayList<Double> nutzen, int left, int right, double pivot) {
    int a = left-1; //offset to account for do..while incrementing prior to comparison
    int z = right; //offset to account for do..while decrementing prior to comparison
    do {
        do {
            a++;
        } while(a < right && nutzen.get(a) > pivot);

        do {
            z--;
        } while(z > left && nutzen.get(z) < pivot); //compare to pivot, not index

        if(a < z) {
            double tmp  = nutzen.get(a);
            Double tmp2 = items.get(a);
            nutzen.set(a, nutzen.get(z));
            nutzen.set(z, tmp);
            items.set(a, items.get(z));
            items.set(z, tmp2);
        }
    } while(a < z);

    if (nutzen.get(a) < pivot) {  //changed > to <
        double tmp  = nutzen.get(a);
        Double tmp2 = items.get(a);
        nutzen.set(a, nutzen.get(right));
        nutzen.set(right, tmp);
        items.set(a, items.get(right));
        items.set(right, tmp2);
    }
    return a;       
}

.22540250447227192 0.5289855072463768 0.3245742092457421 0.35105028644175684 0.3773755656108597 0.2041172365666434
------------------------------------------------------------------
0.5289855072463768 0.3773755656108597 0.35105028644175684 0.3245742092457421 0.22540250447227192 0.2041172365666434

【讨论】：